شناسایی مورفولوژیک و ژنوتیپیک برخی جدایه‌های آسپرژیلوس محیطی در ایران بر اساس توالی ژن بتا توبولین (β-tubulin)

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه انگل شناسی و قارچ شناسی پزشکی، دانشکدهی بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران

2 دانشیار، گروه انگل شناسی و قارچ شناسی پزشکی، دانشکدهی بهداشت و مؤسسهی ملی تحقیقات سلامت، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران

3 استاد، گروه انگل شناسی و قارچ شناسی پزشکی، دانشکدهی بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران

4 دانشیار، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکدهی بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

5 استادیار، گروه انگل شناسی و قارچ شناسی پزشکی، دانشکدهی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز، اهواز، ایران

6 دانشجوی دکتری، گروه انگل شناسی و قارچ شناسی پزشکی، دانشکدهی بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران

چکیده

مقدمه: آسپرژیلوس‌ها جنس متنوعی از قارچ‌های رشته‌ای شامل گروه‌ها و گونه‌های متعدد هستند. شناسایی این قارچ‌ها از جنبه‌های مختلف مانند بیماری‌زایی، توکسین‌زایی و صنعتی حایز اهمیت است. روش‌های معمول آزمایشگاهی برای افتراق گونه‌های آسپرژیلوس شامل بررسی خصوصیات ظاهری و میکرو سکوپی کلنی می‌باشد. روش‌های فوق وقت گیر بوده و احتیاج به پرسنل مجرب دارد. هدف مطالعه‌ی حاضر، استفاده از تعیین توالی ژن بتا توبولین همراه با داده‌های مورفولوژیک برای شناسایی گونه‌های آسپرژیلوس جدا شده از برخی محیط‌ها در ایران بود.روش‌ها: در این مطالعه حدود 200 سویه‌ی آسپرژیلوس جدا شده از خاک و هوای محیط‌های مختلف، اعم از بیمارستان و اماکن طبیعی و عمومی مورد استفاده قرار گرفتند. تمام ایزوله‌ها روی محیط‌های چاپکس آگار و سابورو کشت مجدد شدند و پس از کشت روی لام مورد شناسایی اولیه قرار گرفتند. DNAی ژنومی تمام ایزوله‌ها به روش خرد کردن با گریندر استخراج گردید و به دنبال آن ژن بتا توبولین (β-tubulin) هر یک از نمونه‌ها از طریق واکنش زنجیره‌ای پلی‌مراز (Polymeraze chain reaction یا PCR) تقویت گردید و از بین آن‌ها 21 ایزوله به عنوان نمایندگان خصوصیات ماکروسکوپی و میکروسکوپی تعیین توالی گردیدند و داده‌های حاصل از طریق مقایسه با اطلاعات بانک ژن مورد بررسی و آنالیز قرار گرفت.یافته‌ها: از بین 21 ایزوله‌ی آسپرژیلوس که تعیین توالی شدند، 7 جدایه به عنوان آسپرژیلوس فلاووس (Aspergillus flavus)، 3 جدایه آسپرژیلوس فومیگاتوس (A. fumigates)، 3 جدایه آسپرژیلوس چوالیری (A. chevalieri)، 2 جدایه آسپرژیلوس توبینژنسیس (A. tubingensis)، 2 جدایه آسپرژیلوس نیوئوگلاکوس (A. niveoglacus)، 2 جدایه به عنوان آسپرژیلوس روبر (A. ruber)، یک جدایه آسپرژیلوس نایجر (A. niger) و یک جدایه نیز به عنوان آسپرژیلوس ورسیکالر (A. versicolor) شناسایی شدند. یافته‌های مورفولو‍‍ژی با نتایج ژنوتیپی تأیید گردید.نتیجه‌گیری: یافته‌های این مطالعه نشان داد که تعیین توالی ژن بتا توبولین برای شناسایی جدایه‌های محیطی آسپرژیلوس در سطح گونه بسیار با ارزش است و این روش، اعتبار بیشتری در مقایسه با بررسی ریخت شناسی جدایه‌ها دارد. استفاده از دیگر اهداف ژنتیکی و روش‌های مولکولی مبتنی بر DNA برای مطالعه‌ی بیشتر گونه‌های آسپرژیلوس توصیه می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Morphological and Genotypic Identification of Some Environmental Isolates of Aspergillus in Iran Based on Beta-Tubulin Gene Sequencing

نویسندگان [English]

  • Gholamreza Shokohi 1
  • Hossein Mirhendi 2
  • Parivash Kordbacheh 3
  • Mahnaz Nikaeen 4
  • Ali Rezaei-Matehkolaei 5
  • Mahdi Abastabar 6
1 MSc Student, Department of Medical Parasitology and Mycology, School of Public Health, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
2 Associate Professor, Department of Medical Parasitology and Mycology, School of Public Health, National Institute of Health Research, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
3 Professor, Department of Medical Parasitology and Mycology, School of Public Health, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
4 Associate Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Health, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
5 Assistant Professor, Department of Medical Mycoparasitology, School of Medicine, Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran
6 PhD Student, Department of Medical Parasitology and Mycology, School of Public Health, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
چکیده [English]

Background: The genus Aspergillus is a mold consisting of various groups and species. Species identification of these fungi is important from pathogenic, toxigenic and industrial points of view. Conventional laboratory methods for delineation of Aspergillus species are based on macro- and microscopic characteristics of the colonies. These methods are time consuming and need expert technicians. The present study aimed to use beta tubulin (BT2) gene sequencing, in conjunction with morphological data, for species identification of Aspergillus strains isolated from some environments in Iran.Methods: Totally, about 200 Aspergillus strains, isolated from soils and air samples of different environments including hospitals, public and natural places, were used. All isolates were subcultured on Sabouraud dextrose agar and Czapec Dox agar. They were preliminarily identified based on micro slide-culture. Genomic DNA was extracted from all strains by a conical grinder and BT2 gene was amplified by polymerase chain reaction (PCR) from each sample. Among them, nucleotide sequences of 21 isolates, as representatives of morphologic features, were determined. The obtained data was analyzed via comparison with sequences existed in GenBank database.Findings: Among the 21 Aspergillus sequenced isolates, seven isolates were identified as Aspergillus flavus, 3 as Aspergillus fumigatus, 3 as Aspergillus chevalieri, 2 as Aspergillus tubingensis, 2 as Aspergillus niveoglacus, 2 as Aspergillus rubber, one as Aspergillus niger and one as Aspergillus versicolor. Morphological results were confirmed by genotypic data.Conclusion: The findings of this study indicated that sequencing beta tubulin gene is a valuable tool for species identification of Aspergillus environmental isolates. This method was found to be more valid in comparison with morphological analysis. Further studies with application of other genetic markers and molecular DNA-based procedures on discrimination of Aspergillus species are recommended.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aspergillus
  • Beta tubulin
  • Identification

مراجع

  1. Khongkhunthian P, Reichart PA. Aspergillosis of the maxillary sinus as a complication of overfilling root canal material into the sinus: report of two cases. J Endod 2001; 27(7): 476-8.
  2. Geiser DM, Klich MA, Frisvad JC, Peterson SW, Varga J, Samson RA. The current status of species recognition and identification in Aspergillus. Stud Mycol 2007; 59: 1-10.
  3. Pitt JI, Hocking AD. Fungi and Food Spoilage. 2nd ed. New York: Springer; 1997. p. 377-85.
  4. Kamei K, Watanabe A. Aspergillus mycotoxins and their effect on the host. Med Mycol 2005; 43(Suppl 1): S95-S99.
  5. Nielsen KF, Mogensen JM, Johansen M, Larsen TO, Frisvad JC. Review of secondary metabolites and mycotoxins from the Aspergillus niger group. Anal Bioanal Chem 2009; 395(5): 1225-42.
  6. Suganuma T, Fujita K, Kitahara K. Some distinguishable properties between acid-stable and neutral types of alpha-amylases from acid-producing koji. J Biosci Bioeng 2007; 104(5): 353-62.
  7. Mirhendi H, Diba K, Kordbacheh P, Jalalizand N, Makimura K. Identification of pathogenic Aspergillus species by a PCR-restriction enzyme method. J Med Microbiol 2007; 56(Pt 11): 1568-70.
  8. Henry T, Iwen PC, Hinrichs SH. Identification of Aspergillus species using internal transcribed spacer regions 1 and 2. J Clin Microbiol 2000; 38(4): 1510-5.
  9. Kanbe T, Yamaki K, Kikuchi A. Identification of the pathogenic Aspergillus species by nested PCR using a mixture of specific primers to DNA topoisomerase II gene. Microbiol Immunol 2002; 46(12): 841-8.
  10. Mellado E, Aufauvre-Brown A, Specht CA, Robbins PW, Holden DW. A multigene family related to chitin synthase genes of yeast in the opportunistic pathogen Aspergillus fumigatus. Mol Gen Genet 1995; 246(3): 353-9.
  11. Kachuei R, Gerami Shoar M. Medical Mycology. Tehran: Baghiatallah University of Medical Sciences Press; 2006. [In Pesian]
  12. Glass NL, Donaldson GC. Development of primer sets designed for use with the PCR to amplify conserved genes from filamentous ascomycetes. Appl Environ Microbiol 1995; 61(4): 1323-30.
  13. Bouakline A, Lacroix C, Roux N, Gangneux JP, Derouin F. Fungal contamination of food in hematology units. J Clin Microbiol 2000; 38(11): 4272-3.
  14. Kumeda Y, Asao T. Single-strand conformation polymorphism analysis of PCR-amplified ribosomal DNA internal transcribed spacers to differentiate species of Aspergillus section Flavi. Appl Environ Microbiol 1996; 62(8): 2947-52.
  15. Alcazar-Fuoli L, Mellado E, Alastruey-Izquierdo A, Cuenca-Estrella M, Rodriguez-Tudela JL. Aspergillus section Fumigati: antifungal susceptibility patterns and sequence-based identification. Antimicrob Agents Chemother 2008; 52(4): 1244-51.
  16. Gonzalez-Salgado A, Patino B, Vazquez C, Gonzalez-Jaen MT. Discrimination of Aspergillus niger and other Aspergillus species belonging to section Nigri by PCR assays. FEMS Microbiol Lett 2005; 245(2): 353-61.
  17. Hope WW, Walsh TJ, Denning DW. The invasive and saprophytic syndromes due to Aspergillus spp. Med Mycol 2005; 43(Suppl 1): S207-S238.
  18. Balajee SA, Weaver M, Imhof A, Gribskov J, Marr KA. Aspergillus fumigatus variant with decreased susceptibility to multiple antifungals. Antimicrob Agents Chemother 2004; 48(4): 1197-203.
  19. Beuchat LR. Traditional fermented food products. In: Beuchat LR, editor. Food and Beverage Mycology. 2nd ed. New York: Springer; 1987. p. 224-53.
  20. Kong P, Hong CX, Tooley PW, Ivors K, Garbelotto M, Richardson PA. Rapid identification of Phytophthora ramorum using PCR-SSCP analysis of ribosomal DNA ITS-1. Lett Appl Microbiol 2004; 38(5): 433-9.
  21. Susca A, Stea G, Mule G, Perrone G. Polymerase chain reaction (PCR) identification of Aspergillus niger and Aspergillus tubingensis based on the calmodulin gene. Food Addit Contam 2007; 24(10): 1154-60.
  22. Hong SB, Shin HD, Hong J, Frisvad JC, Nielsen PV, Varga J, et al. New taxa of Neosartorya and Aspergillus in Aspergillus section Fumigati. Antonie Van Leeuwenhoek 2008; 93(1-2): 87-98.
  23. Kocakaya YA, Coksoyler N. Heat-resistance characteristics of ascospores of Eurotium chevalieri isolated from apricot juice. Nahrung 2002; 46: 28-30.
  24. Gaur R, Singh R, Tiwari S, Yadav SK, Daramwal NS. Optimization of physico-chemical and nutritional parameters for a novel pullulan-producing fungus, Eurotium chevalieri. J Appl Microbiol 2010; 109(3): 1035-43.
  25. Kumar R, Sharma J, Singh R. Production of tannase from Aspergillus ruber under solid-state fermentation using jamun (Syzygium cumini) leaves. Microbiol Res 2007; 162(4): 384-90.
  26. Leitao J, Le BJ, Bailly JR. Production of aflatoxin B1 by Aspergillus ruber THOM and CHURCH. Mycopathologia 1989; 108(2): 135-8.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 29، شماره 166 - شماره پیاپی 166
بهمن و اسفند 1390
صفحه 2262-2271

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 05 تیر 1390
  • تاریخ بازنگری: 30 فروردین 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار